[00811134]公路桥梁安全可靠性动态监测系统的研制与应用

随着中国交通运输事业的快速发展，大量的公路桥梁在建设或者使用之中。它们经受频繁车流甚至超载的作用，加上地震、台风等各种自然灾害对桥体的日常侵袭，往往会造成公路桥梁不同程度的损伤，由于损伤的不断累积从而导致桥梁的垮塌事故发生。对桥梁进行的安全检测，主要以检测人员肉眼外观观察和经验判断的方式进行。还在探索中的模态分析方法仍无法将桥梁的损伤与桥梁模态参数进行对应联系。由于正在建造的公路桥梁越来越多，课题组以定量的方式动态监测桥梁结构的安全可靠性状况的技术手段，满足了桥梁工程检测的需求。该项目以疲劳损伤理论为基础，利用桥梁在自然通车状况下的振动信号来计算桥梁的疲劳损伤值，实现对桥梁的健康状况以动态、定量的方式进行监测，全面把握桥梁的安全健康状况，建立桥梁的健康档案，使得能够以主动的方式即时地对桥梁进行必要的维修加固以防患事故于未然，因此具有重要社会意义和重大的经济价值。该项目属于公路运输安全工程学科的应用基础研究，主要应用于公共安全和防灾减灾工程。项目组展开了以下的研究和应用工作：创新性地对疲劳损伤理论进一步完善，并引入对公路桥梁的疲劳损伤监测和预警。将传统的疲劳损伤的线性损伤理论和双线性损伤理论完善，并定量推广至疲劳损伤的三过程理论，系统地进行了这三个阶段对应变化规律的宏微观理论和实验研究，为疲劳损伤理论在桥梁损伤状况检测和危险预警方面的应用打下理论基础。应用于公路桥梁的健康状况监测并对桥梁危险点进行定位。创新性地进行了桥梁最大承载力的测量。创新性对危桥、旧桥的维修加固工程质量进行定量评定，提出了危旧桥维修加固工程的抗疲劳、耐久性的概念和相应的检测方法。对地震、台风、洪水等自然灾害事件对公路桥梁伤害程度，实现了快捷、高效的定量检测。该项目的研究成果，已经在福州市区多座市区人口密集地区和横跨闽江的大型桥梁进行了安全可靠性监测成功应用，在预防梁桥灾害预案的提前制定、有针对性维修方案的制定、维修工程质量的定量评定取得了很好的应用成果，有显著的经济效益和社会价值。该研究在国内外学术刊物上共发表论文30余篇，其中EI、SCI收入13篇，获得国家发明专利2项。该项目的研究成果，对完善中国的公路桥梁安全动态监测技术，在有关民生的公共安全领域有重要的意义。